Mitä tehdä Itämeren pohjaan upotetuille kemiallisille aseille? Tutkimus jatkuu Daimon2-projektina

Toisen maailmansodan voittajavaltiot yhteistuumin upottivat sodan aikaisia ammuksia ja aseita meren pohjaan. Tarkoitus oli ehkä hyvä, mutta ongelmaa ei onnistuttu pyyhkimään pois. Päinvastoin.

Jo pian huomattiin, että aseiden tai säilytyslaatikoiden osia tarttui kalastajien verkkoihin tai ajautui rannalle. Vuosikymmeniä myöhemmin tajuttiin, että myrkyllisiä kemiallisia taisteluaineita vuotaa mereen. Vuodot lisääntyvät tynnyrien ruostuessa ja todennäköisesti vaikuttavat koko meriekosysteemiin.

Edessä oli valtava urakka

Upotuspaikoista ryhdyttiin keräämään dokumentteja jo 1990-luvulla. Vaikka kartoitustyötä on tehty siitä lähtien, niin Itämerellä tiedetään vain keskeisimmät upotuspaikat.

Viime aikoina meren pohjaan suunnitellut isot energiahankkeet ovat lisänneet yritysten ja valtioiden kiinnostusta asiaan. Kaasuputkea ei voida vetää turvallisesti eikä tuulivoimalaa rakentaa mereen, jos pohjassa sattuu olemaan sillä kohtaa joko näkyvissä tai sedimenttiin hautautuneena sodanaikaisia tai sen jälkeen upotettuja kemiallisia aseita ja niistä vuotavia myrkyllisiä yhdisteitä.

Ensimmäisen kerran upotusalueilta otettuja sedimenttinäytteitä analysoitiin jo 15 vuotta sitten Verifinillä, Helsingin yliopiston kemian osaston alaisessa Kemiallisen aseen kieltosopimuksen Instituutissa.

– Jo silloin pystyttiin todentamaan, että upotetut ammukset vuotavat ympäröivään meriekosysteemiin sinappikaasua sekä fenyyliarseeniyhdisteitä, kertoo Verifinin johtaja professori Paula Vanninen.

Viime vuosina Verifinillä tehdyt tutkimukset ovat osoittaneet, että sedimenttiin vuotavat arseenipitoiset taisteluaineet, kuten Clark-yhdisteet, siirtyvät myös merieliöihin; näiden yhdisteiden primaarisia hajoamistuotteita on löydetty kolmelta eri upotusalueelta otetuista merieliönäytteistä, kuten eri kaloista ja hummerista.

Tuorein tutkimus paljasti, että Bornholmin alueelta otetuista turskanäytteistä 14 prosenttia sisälsi jäämiä fenyyliarseeniyhdisteistä, jotka ovat peräisin upotetuista kemiallisista aseista.

Näytteiden valmistusta in vitro metaboliakokeissa

Näytteiden valmistusta in vitro metaboliakokeissa. Kuva: Hanna Niemikoski

Tohtorikoulutettava Hanna Niemikosken syksyllä 2020 esitarkastukseen menevässä väitöskirjassa esitetään myös taisteluaineina käytettyjen fenyyliarseeniyhdisteistä muodostuvien uusien, ennen tunnistamattomien hajoamistuotteiden tunnistus merisedimenteistä. Yhdisteet ovat todennäköisesti muodostuneet mikrobien toiminnan tuloksena, eikä näiden yhdisteiden käyttäytymisestä ja vaikutuksesta meriekosysteemiin ole vielä tutkimustietoa. Väitöskirjassa on myös tutkittu yhdisteiden metaboliaa laboratoriossa nk. in vitro malleilla ja näitä yhdisteitä on löydetty myös upotusalueiden kaloista primaaristen hajoamistuotteiden lisäksi.

Kalan sappinäytteitä menossa kemialliseen analyysiin

Kalan sappinäytteitä menossa kemialliseen analyysiin. Kuva: Hanna Niemikoski

Daimon-projektissa tuotetaan tieteellistä tietoa päätöksenteon tueksi

Valtiot ja viranomaiset joutuvat koko ajan punnitsemaan tilannetta ja arvioimaan riskejä. Onko pahoin vaurioituneiden tynnyreiden nostamisesta suurempi vaara kuin niiden jättämisestä toistaiseksi upotuspaikalle? Yksinkertaista ratkaisua ei ole.

Verifinin on ollut mukana EU:n rahoittamissa Itämeren reunavaltioiden yhteishankkeissa, joissa haetaan parasta ratkaisuja ongelmaan. Daimon-projektissa on päätöksentekijöitä varten kehitetty DSS-ohjelmisto (Decision support system), joka auttaa päätöksenteossa ja Daimon 2-projetissa sitä edelleen kehitetään toimintaohjeiksi eri tilanteita varten.

– Analysoimme sedimenttinäytteitä asiakkaille ja lisäksi jatkamme menetelmien kehittämistä. Tavoitteena on ottaa uusi väitöskirjaopiskelija syksyllä 2020, kun Hanna Niemikoski väittelee joko syksyllä 2020, tai keväällä 2021, kertoo Vanninen.

Lisätietoja:

Tutkimusjohtaja Paula Vanninen
Sähköposti: paula.vanninen@helsinki.fi
Puhelin: +358 40 5502204

Julkaistut tutkimukset ja linkit tutkimusprojektien sivuille:

https://www.daimonproject.com/

http://underwatermunitions.org//wp-content/uploads/2016/08/CHEMSEA_Findings_24.01.pdf

Höher, N., Turja, R., Brenner, M., Nyholm, J. R., Östin, A., Leffler, P., Butrimavičienė, L., Baršienė, J., Halme, M., Karjalainen, M., Niemikoski, H., Vanninen, P., Broeg, K., Lehtonen, K. K., & Berglind, R. (2019). Toxic effects of chemical warfare agent mixtures on the mussel Mytilus trossulus in the Baltic Sea: A laboratory exposure study. Marine Environmental Research, 145, 112–122. https://doi.org/10.1016/j.marenvres.2019.02.001

Lastumäki, A., Turja, R., Brenner, M., Vanninen, P., Niemikoski, H., Butrimavičienė, L., Stankevičiūtė, M., & Lehtonen, K. K. (2020). Biological effects of dumped chemical weapons in the Baltic Sea: a multi-biomarker study using caged mussels at the Bornholm main dumping site. Marine Environmental Research.

Niemikoski, H., Söderström, M., & Vanninen, P. (2017). Detection of Chemical Warfare Agent-Related Phenylarsenic Compounds in Marine Biota Samples by LC-HESI/MS/MS. Analytical Chemistry, 89(20). https://doi.org/10.1021/acs.analchem.7b03429

Niemikoski, Hanna, Koske, D., Kammann, U., Lang, T., & Vanninen, P. (2020). Studying the metabolism of toxic chemical warfare agent-related phenylarsenic chemicals in vitro in cod liver. Journal of Hazardous Materials, 122221.

Niemikoski, Hanna, Soderstrom, M., Kiljunen, H., Östin, A., & Vanninen, P. (2020). Identification of novel degradation products of sea-dumped chemical warfare agent-related phenylarsenic chemicals in marine sediment. Analytical Chemistry.

Niemikoski, Hanna, Straumer, K., Ahvo, A., Turja, R., Brenner, M., Rautanen, T., Lang, T., Lehtonen, K. K., & Vanninen, P. (2020). Detection of chemical warfare agent related phenylarsenic compounds and multi-biomarker responses in cod (Gadus morhua) from munition dumpsites. Marine Environmental Research.

Vanninen, P., Östin, A., Bełdowski, J., Pedersen, E.A., Söderström, M.,Szubska, M., Grabowski, Mił., Siedlewicz, G., Czub, Michał., Popiel, Stanisł., Nawała, J., Dziedzic, D.,Jakacki, J., Pączek, Bartł. (2020). Exposure status of sea-dumped chemical warfare agents in the Baltic Sea, Marine Environmental Research (2020), doi: https://doi.org/10.1016/j.marenvres.2020.105